Детальная химическая структура вируса P22 определена
Ученые из Медицинского колледжа Бейлора, Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, Массачусетского технологического института и Университета Пердью создали модель химической структуры вируса P22 с беспрецедентным, близким к атомарному разрешением. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Лаборатория доктора Ва Чу, старшего автора работы, почти 30 лет применяет криоэлектронную микроскопию и методы компьютерной реконструкции для определения 3D-структур биологических наномашин, таких как вирус P22. Этот вирус является бактериофагом, поражающим бактерии Salmonella, и был всесторонне изучен генетически, биохимически и биофизически. Однако его точная химическая структура оставалась неразрешенной.
«В 2011 году мы опубликовали структуру вируса P22, которая позволила с уверенностью проследить большую часть белковой основы, но мы не могли визуализировать мелкие детали, такие как отдельные небольшие боковые цепи», — сказал соавтор Кори Храйк. «С тех пор технологии микроскопов улучшились: новые детекторы позволяют получать изображения с лучшим контрастом, а новые алгоритмы обработки повышают нашу способность разрешать структуру».
Новая эра точной криоэлектронной микроскопии
«Новизна этой работы в том, что мы сделали более 20 000 двумерных изображений вируса P22 с помощью криоэлектронного микроскопа и объединили их с использованием вычислительных протоколов, чтобы получить 3D-карту беспрецедентной детализации», — сказал Чу.
Анализ высокодетальной карты вируса P22 позволил исследователям увидеть все строительные блоки белков вируса — аминокислоты, включая их боковые цепи и взаимодействие с соседними аминокислотами.
«Теперь мы получаем о биологических структурах такие мельчайшие детали, которые дают больше информации об их биохимии, чем раньше», — отметил Храйк.
«Благодаря этой изысканной структурной детализации мы определили белковую химию вируса P22», — сказал Чу. «Важно, что мы предоставляем подробные аннотации к структуре, чтобы другие исследователи могли использовать их в будущих экспериментах».
«Без аннотаций можно подумать, что всё на карте с точки зрения моделирования эквивалентно, но это не так», — пояснил Храйк. «Некоторые из этих аминокислот видны гораздо четче, чем другие, особенно во взаимодействиях между различными компонентами вируса».
«Храйк задал стандарт точности для криоэлектронной микроскопии», — заключил Чу.